JP2004057840A - 濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置 - Google Patents
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- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
Abstract
【課題】経時的な、逆洗直後における差圧の上昇を抑制してフィルタエレメントを長時間安定して使用することができ、逆洗気体の使用量も低減可能で、効率のよい逆洗を行うことができる、実用上きわめて有用な濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置を提供する。
【解決手段】供給された含塵ガスをポーラスフィルタにより濾過して除塵した後、クリーンガスとして排出するようにした濾過装置において、供給された含塵ガスと排出されたクリーンガスとの差圧と、供給される含塵ガスのガス量と温度と圧力とより、使用条件でのフィルタエレメントの汚れ係数を算出し、その汚れ係数に応じてポーラスフィルタを逆洗する逆洗気体の逆流圧力を制御するようにし、制御信号を発信する制御装置や発信された制御信号により逆洗気体の逆洗圧力を変化させる手段等を設けた。
【選択図】 図１
【解決手段】供給された含塵ガスをポーラスフィルタにより濾過して除塵した後、クリーンガスとして排出するようにした濾過装置において、供給された含塵ガスと排出されたクリーンガスとの差圧と、供給される含塵ガスのガス量と温度と圧力とより、使用条件でのフィルタエレメントの汚れ係数を算出し、その汚れ係数に応じてポーラスフィルタを逆洗する逆洗気体の逆流圧力を制御するようにし、制御信号を発信する制御装置や発信された制御信号により逆洗気体の逆洗圧力を変化させる手段等を設けた。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、供給された含塵ガスをポーラスフィルタにより濾過して除塵した後、クリーンなガスとして排出するようにした濾過装置におけるポーラスフィルタの目詰まりを防止するための逆洗方法及び逆洗装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、石炭ガス化複合発電においては、ガス化炉の後流に濾過装置を設置し、ガス化炉から排出される含塵ガスを除塵してガスタービンに供給しているが、このような含塵ガスを除塵する濾過装置には、含塵ガス中のダストを除去するために、セラミックまたは金属からなるポーラスフィルタが使用されており、そのポーラスフィルタの目詰まりを防止するために、逆洗気体によってポーラスフィルタを逆洗する必要がある。
【０００３】
図６は従来の濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置を示す概略説明図である。
【０００４】
図中１は濾過装置のポーラスフィルタ容器で、その内部にはポーラスフィルタを構成する各フィルタエレメント２が設置され、含塵ガス３は供給管４を介してポーラスフィルタ容器１に供給され、含塵ガス３中に含まれていたダスト５はフィルタエレメント２によって濾過された後、クリーンガス６となって排出管７より排出されるようになっている。
【０００５】
８はポーラスフィルタ容器１内の上部を仕切る仕切板で、その下部にフィルタエレメント２が垂直方向に複数本吊支され、フィルタエレメント２の上端は仕切板８の上面側に開口されている。
【０００６】
９はポーラスフィルタを逆洗する際に、フィルタエレメント２の上端の開口からフィルタエレメント２内に空気等の逆洗気体１０を噴出させるためのノズルで、各ノズル９はフィルタエレメント２の上端の開口にそれぞれ対応した位置関係になるように噴出管１１に取付けられている。
【０００７】
１２は逆洗気体１０を圧縮して加圧するためのコンプレッサで、コンプレッサ１２により圧縮加圧された逆洗気体１０は、配管１３を介してバッファタンク１４に貯留され、一定圧力に保持されている。
【０００８】
１５はバッファタンク１４に取付けられた圧力計で、バッファタンク１４の圧力が設定圧に保持されるよう、必要に応じてコンプレッサ１２がＯＮ−ＯＦＦ制御されるようになっている。
【０００９】
１６はバッファタンク１４に貯留された逆洗気体１０を噴出管１１に供給するための逆洗用配管で、その途中には、逆洗用弁１７が取付けられている。
１８は供給管４より供給される含塵ガス３と排出管７より排出されるクリーンガス６の差圧を検知する差圧計で、差圧計１８で検知された差圧により、制御装置１９が逆洗用弁１７を制御して逆洗を行うようになっている。
なお、図中の点線は、制御信号や検知信号の伝達経路を示す。
【００１０】
次に、図７は、図６に示す従来の濾過装置における逆洗と差圧計１８で検知された差圧との関係を示す逆洗説明図である。
【００１１】
セラミックまたは金属からなるポーラスフィルタを使用して含塵ガスを除塵する場合、経時的にフィルタエレメント２の汚れが進行するため、差圧計１８で検知される差圧は図示のように傾斜した線となり、時間と共に高まることになる。
【００１２】
そのため、ノズル９から逆洗気体１０をフィルタエレメント２の上端開口より内部に噴射し、濾過時とは逆方向に圧力を発生させて逆洗を行っている。
【００１３】
通常、この逆洗はパルス状に逆洗気体１０を噴射させ、定期的な逆洗によって図示のように差圧を下げているが、この差圧が差圧上限値に達した場合には、定期的に行っている逆洗の間隔を短くして、図示のように逆洗を頻繁に行っている。
【００１４】
図８は図６に示す従来の濾過装置において、運転状態が変化して出力が上がり、処理すべきガス量が増加した場合における逆洗と差圧計１８で検知された差圧との関係を示す逆洗説明図である。
【００１５】
図示のように出力が時間と共に変化した場合には、処理すべきガス量もこれに比例して増加するため、差圧が大きくなり、その差圧が差圧上限値に達した場合には、定期的に行っている逆洗の間隔を短くして、図示のように逆洗を頻繁に行っている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置においては、逆洗気体の圧力は通常一定であり、逆洗圧力は一定のまま逆洗が行われているため、運転状態が変化して逆洗の効果が不十分な場合には、図７に示す逆洗においても、図８に示す逆洗においても、ポーラスフィルタを構成する各フィルタエレメント２の目詰まりが徐々に進行して、逆洗の毎に、逆洗直後における差圧が図中、矢印Ｌで示すように徐々に上昇するため、結果的には高価なフィルタエレメント２を短時間の使用で新品と交換しなければならず、不経済であるばかりか、頻繁な逆洗によって逆洗気体を過剰に使用しなければならず、効率のよい逆洗ができないと言う問題点があった。
【００１７】
本発明は、上記問題点を解決することを課題とするもので、経時的な、逆洗直後における差圧の上昇を抑制して、フィルタエレメントを長時間安定して使用することができ、逆洗気体の使用量も低減可能で、効率のよい逆洗を行うことができる、実用上きわめて有効な濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置を提供するものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、供給された含塵ガスをポーラスフィルタにより濾過して除塵した後、クリーンガスとして排出するようにした濾過装置において、供給された含塵ガスと排出されるクリーンガスとの差圧と、供給される含塵ガスのガス量と温度と圧力とより、使用条件でのフィルタエレメントの汚れ係数を算出し、その汚れ係数に応じてポーラスフィルタを逆洗する逆洗気体の逆洗圧力を制御するようにしたことを特徴とする濾過装置の逆洗方法とした。
【００１９】
これにより、ポーラスフィルタは、フィルタエレメントの汚れ係数に応じて逆洗気体の逆洗圧力が制御され、ポーラスフィルタは逆洗気体の過剰な使用量を抑えて効率的に逆洗されることになる。
【００２０】
また、請求項２の発明は、供給された含塵ガスをポーラスフィルタにより濾過して除塵した後、クリーンガスとして排出するようにした濾過装置において、供給された含塵ガスと排出されたクリーンガスとの差圧を検知する差圧計と、供給される含塵ガスの温度を検知する温度計及び圧力を検知する圧力計を設け、上記差圧計、温度計、圧力計が検知した差圧、温度、圧力と、供給される含塵ガスのガス量よりフィルタエレメントの汚れ係数を算出する演算器により算出された汚れ係数が所定値を超えた時に制御信号を発信する制御装置と、発信された制御信号により逆洗気体の逆洗圧力を変化させる手段とを有することを特徴とする濾過装置の逆洗装置とした。
【００２１】
これにより、フィルタエレメントの汚れ係数を簡単に算出することができ、算出された汚れ係数によって逆洗気体の逆洗圧力を簡単に変化させることができることとなり、請求項１の発明と同様の作用効果を奏する。
【００２２】
また、請求項３の発明は、逆洗気体の逆洗圧力を変化させる手段が、逆洗気体を貯留するバッファタンクと、そのバッファタンクに逆洗気体を加圧して供給するコンプレッサの制御によりなされていることを特徴とする請求項２に記載の濾過装置の逆洗装置とした。
【００２３】
これにより、汚れ係数が所定値を超えた時に制御装置が発信する制御信号によって、バッファタンクに逆洗気体を加圧して供給するコンプレッサを制御するだけで、逆洗気体の逆洗圧力を簡単に変化させることができ、請求項２の発明の作用効果を奏する。
【００２４】
また、請求項４の発明は、逆洗気体の逆洗圧力を変化させる手段が、逆洗気体を貯留するバッファタンクから濾過装置に逆洗気体を供給する逆洗用配管の途中に設けられた圧力制御弁によりなされていることを特徴とする請求項２に記載の濾過装置の逆洗装置とした。
【００２５】
これにより、汚れ係数が所定値を超えた時に制御装置が発信する制御信号によって、バッファタンクから濾過装置に逆洗気体を供給する逆洗用配管の途中に設けられた圧力制御弁を制御するだけで、逆洗気体の逆洗圧力を簡単に変化させることができ、請求項２の発明の作用効果を奏する。
【００２６】
また、請求項５の発明は、逆洗気体の逆洗圧力を変化させる手段が、逆洗気体を濾過装置に供給する逆洗用配管として異なった開口径のオリフィスを設置した複数の系統とし、これらの系統を切り替えてなされていることを特徴とする請求項２に記載の濾過装置の逆洗装置とした。
【００２７】
これにより、汚れ係数が所定値を超えた時に制御装置が発信する制御信号によって、逆洗気体を濾過装置に供給する逆洗用配管としての、異なった開口径のオリフィスを設置した複数の系統を切り替えるだけで、逆洗気体の逆洗圧力を簡単に変化させることができ、請求項２の発明の作用効果を奏することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置の第１の実施形態について、図１により説明する。
【００２９】
図１は本発明の第１の実施形態に係る濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置を示す概略説明図で、図中図６に示す従来の濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置を示す概略説明図に対応して、同一部分には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
【００３０】
図１に示す第１の実施形態においては、ポーラスフィルタ容器１に供給された含塵ガス３とポーラスフィルタにより濾過して除塵した後に排出されるクリーンガス６との差圧を検知する差圧計１８以外に、含塵ガス３の温度を検知する温度計２０及び圧力を検知する圧力計２１が、含塵ガス３の供給管４に付設されている。
【００３１】
この差圧計１８、温度計２０、圧力計２１で検知した差圧、温度、圧力とポーラスフィルタ容器１に供給されて処理される含塵ガス３のガス量２２は制御装置１９Ａに伝えられ、制御装置１９Ａに内蔵されている汚れ係数を算出する演算器により、フィルタエレメント２の汚れ係数が算出されるようになっている。
【００３２】
ここで、差圧をΔＰ、汚れ係数をＫ、処理するガスの粘性係数をμ、濾過速度をυとすると、ΔＰは、ΔＰ＝Ｋ×μ×υで表すことができる。
【００３３】
上記の式において、ガスの粘性係数μはガスの組成と温度で決まる値であり、濾過速度υは処理するガスの圧力、温度、ガス量と、フィルタエレメント２の濾過面積により決まる値である。
【００３４】
なお、処理するガスの組成とフィルタエレメント２の濾過面積は既知であるため、処理するガスの圧力、温度、ガス量と差圧ΔＰを検知すれば、ΔＰ＝Ｋ×μ×υの式より汚れ係数Ｋが算出されることになる。
【００３５】
但し、処理するガスのガス量は、供給管４を介して供給される含塵ガス３が供給管４内を流れる流量を直接流量計によって検知することによって知ることもできるし、処理するガスが排出されるプラントにおけるガスの原料等から計算によって算出することも可能である。
【００３６】
こうして算出された汚れ係数が所定値を超えると、制御装置１９Ａは制御信号を発信してコンプレッサ１２を駆動し、逆洗気体１０を圧縮加圧してバッファタンク１４に供給し貯留する。バッファタンク１４に貯留された逆洗気体１０の圧力は圧力計１５によって検知され、検知された圧力は制御装置１９Ａに伝えられ、逆洗圧力が所定の圧力に変化した段階で制御装置１９Ａはコンプレッサ１２の駆動を停止するように制御する。
【００３７】
図２は、図１に示す本発明の第１の実施形態に係る濾過装置における逆洗と算出された汚れ係数との関係を示す逆洗説明図である。プラントの運転状態が同じであれば、汚れ係数と差圧は比例するため、汚れ係数は図７に示す差圧と同じように、経時的にフィルタエレメント２の汚れの進行によって図示のように傾斜した線となり、時間と共に高まることになる。
【００３８】
この時、バッファタンク圧力は一定で、逆洗は定期的に行なわれているが、汚れ係数が大きくなり、所定値を超えた時は、制御装置１９Ａからの制御信号によってバッファタンク圧力が図示のように、加圧上昇されるため、その分だけ逆洗気体による逆洗は高圧状態でなされ、汚れ係数が通常状態になるまで、強力に逆洗されることになる。
【００３９】
但し、逆洗直後における汚れ係数は、時間が経過しても、従来の逆洗において逆洗直後の差圧が図７において矢印Ｌで示すように経時点に上昇していたように上昇することはないので、従来のように逆洗を頻繁に行う必要はなく、定期的に行うだけで、長時間安定した効率のよい逆洗を行うことができる。
【００４０】
なお、図３は図１に示す本発明の第１の実施形態に係る濾過装置において、運転状態が変化して出力が上がり、処理すべきガス量が増加した場合における逆洗と算出された汚れ係数との関係を示す逆洗説明図である。
【００４１】
運転状態が変化しても、算出された汚れ係数が所定の値であれば、制御装置１９Ａは制御信号を発信して逆洗気体の逆洗圧力を変化させることはなく、図示のようにポーラスフィルタは一定の逆洗圧力で定期的に逆洗され、従来のように出力の上昇に対応して無駄な逆洗を頻発させることはない。
【００４２】
この場合においても、逆洗直後における汚れ係数は、時間が経過しても、従来の逆洗において逆洗直後の差圧が図８において矢印Ｌで示すように経時的に上昇していたように上昇することはない。
【００４３】
次に図４は、本発明の第２の実施形態に係る濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置を示す概略説明図で、図６に示す従来の濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置を示す概略説明図及び図１に示す本発明の第１の実施形態に係る濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置を示す概略説明図に対応して、同一部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。
【００４４】
図４に示す第２の実施形態においては、逆洗気体を貯留するバッファタンク１４から濾過装置に逆洗気体を供給する逆洗用配管１６の途中に圧力制御弁２３が設けられており、汚れ係数が所定値を超えた時に制御装置１９Ｂが発信する制御信号によって圧力制御弁２３が制御され、逆洗気体の逆洗圧力が変化されるようになっている。
【００４５】
従って、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に逆洗がなされることになる。
【００４６】
次に、図５は、本発明の第３の実施形態に係る濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置を示す概略説明図で、図４と同様に図６及び図１に対応して、同一部分には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
【００４７】
図５に示す第３の実施形態においては、逆洗気体を濾過装置に供給する逆洗用配管として異なった開口径を有するオリフィス２４を設置した複数の系統とし、汚れ係数が所定値を超えた時に制御装置１９Ｃが発信する制御信号によって、上記系統が適宜切り替えられるようになっている。
【００４８】
従って第３の実施形態においても、第１、第２の実施形態と同様に逆洗がなされることになる。
【００４９】
なお、図１、図４、図５中の点線は制御信号や検知信号の伝達経路を示す。但し、第１、第２、第３の実施形態においては、制御装置１９Ａ、１９Ｂ，１９Ｃの内部の機器構成の詳細は省略したが、本発明の制御を実現するための信号の受発信や演算回路等は、市販の部品によって簡単に構成することができ、安価に製作することができる。
【００５０】
また、この制御装置１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃにおいて受発信される信号は、逆洗以外に、プラントの各種制御に利用することも可能である。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１の発明に係る濾過装置の逆洗方法は、供給された含塵ガスをポーラスフィルタにより濾過して除塵した後、クリーンガスとして排出するようにした濾過装置において、供給された含塵ガスと排出されたクリーンガスとの差圧と、供給される含塵ガスのガス量と温度と圧力とより、使用条件でのフィルタエレメントの汚れ係数を算出し、その汚れ係数に応じてポーラスフィルタを逆洗する逆洗気体の逆洗圧力を制御するようにしたので、ポーラスフィルタの目詰まりが効果的に防止され、逆洗気体を過剰に使用することなく効率的に逆洗することができる。
【００５２】
また、請求項２の発明に係る濾過装置の逆洗装置は、供給された含塵ガスをポーラスフィルタにより濾過して除塵した後、クリーンガスとして排出するようにした濾過装置において、供給された含塵ガスと排出されたクリーンガスとの差圧を検知する差圧計と、供給される含塵ガスの温度を検知する温度計及び圧力を検知する圧力計を設け、上記差圧計、温度計、圧力計が検知した差圧、温度、圧力と、供給される含塵ガスのガス量よりフィルタエレメントの汚れ係数を算出する演算器により算出された汚れ係数が所定値を超えた時に制御信号を発信する制御装置と、発信された制御信号により逆洗気体の逆洗圧力を変化させる手段とを設けて構成したので、フィルタエレメントの汚れ係数を簡単に算出することができ、算出された汚れ係数によって逆洗気体の逆洗圧力を変化させるだけで、ポーラスフィルタの目詰まりが効果的に防止され、逆洗気体を過剰に使用することなく効率的な逆洗が可能となる。
【００５３】
また、請求項３の発明に係る濾過装置の逆洗装置は、請求項２に記載のものにおいて、逆洗気体の逆洗圧力を変化させる手段が、逆洗気体を貯留するバッファタンクと、そのバッファタンクに逆洗気体を加圧して供給するコンプレッサの制御によりなされるようにしたので、バッファタンクに逆洗気体を加圧して供給するコンプレッサを制御するだけのきわめて簡単な構成で、逆洗気体の逆洗圧力を簡単に変化させることができる。
【００５４】
また、請求項４の発明に係る濾過装置の逆洗装置は、請求項２に記載のものにおいて、逆洗気体の逆洗圧力を変化させる手段が、逆洗気体を貯留するバッファタンクから濾過装置に逆洗気体を供給する逆洗用配管の途中に設けられた圧力制御弁によりなされるようにしたので、バッファタンクから濾過装置に逆洗気体を供給する逆洗用配管の途中に設けられた圧力制御弁を制御するだけのきわめて簡単な構成で、逆洗気体の逆洗圧力を簡単に変化させることができる。
【００５５】
また、請求項５の発明に係る濾過装置の逆洗装置は、請求項２に記載のものにおいて、逆洗気体の逆洗圧力を変化させる手段が、逆洗気体を濾過装置に供給する逆洗用配管として異なった開口径のオリフィスを設置した複数の系統とし、これらの系統を切り替えてなされるようにしたので、逆洗用配管の系統を切り替えるだけのきわめて簡単な構成で、逆洗気体の逆洗圧力を簡単に変化させることができる。
【００５６】
従って、請求項３，４，５に係る濾過装置の逆洗装置は、請求項２に係る濾過装置の逆洗装置と同様に、ポーラスフィルタの目詰まりが効果的に防止され、逆洗気体を過剰に使用することなく効果的な逆洗が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置を示す概略説明図である。
【図２】図１に示す本発明の第１の実施形態に係る濾過装置における逆洗と算出された汚れ係数との関係を示す逆洗説明図である。
【図３】図１に示す本発明の第１の実施形態に係る濾過装置において、運転状態が変化して出力が上がり、処理すべきガス量が増加した場合における逆洗と算出された汚れ係数との関係を示す逆洗説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置を示す概略説明図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置を示す概略説明図である。
【図６】従来の濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置を示す概略説明図である。
【図７】図６に示す従来の濾過装置における逆洗と差圧計で検知された差圧との関係を示す逆洗説明図である。
【図８】図６に示す従来の濾過装置において、運転状態が変化して出力が上がり、処理すべきガス量が増加した場合における逆洗と差圧計で検出された差圧との関係を示す逆洗説明図である。
【符号の説明】
１ ポーラスフィルタ容器
２ フィルタエレメント
３ 含塵ガス
４ 供給管
５ ダスト
６ クリーンガス
７ 排出管
８ 仕切板
９ ノズル
１０ 逆洗気体
１１ 噴出管
１２ コンプレッサ
１３ 配管
１４ バッファタンク
１５ 圧力計
１６ 逆洗用配管
１７ 逆洗用弁
１８ 差圧計
１９ 制御装置
１９Ａ 制御装置
１９Ｂ 制御装置
１９Ｃ 制御装置
２０ 温度計
２１ 圧力計
２２ ガス量
２３ 圧力制御弁
２４ オリフィス
【発明の属する技術分野】
本発明は、供給された含塵ガスをポーラスフィルタにより濾過して除塵した後、クリーンなガスとして排出するようにした濾過装置におけるポーラスフィルタの目詰まりを防止するための逆洗方法及び逆洗装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、石炭ガス化複合発電においては、ガス化炉の後流に濾過装置を設置し、ガス化炉から排出される含塵ガスを除塵してガスタービンに供給しているが、このような含塵ガスを除塵する濾過装置には、含塵ガス中のダストを除去するために、セラミックまたは金属からなるポーラスフィルタが使用されており、そのポーラスフィルタの目詰まりを防止するために、逆洗気体によってポーラスフィルタを逆洗する必要がある。
【０００３】
図６は従来の濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置を示す概略説明図である。
【０００４】
図中１は濾過装置のポーラスフィルタ容器で、その内部にはポーラスフィルタを構成する各フィルタエレメント２が設置され、含塵ガス３は供給管４を介してポーラスフィルタ容器１に供給され、含塵ガス３中に含まれていたダスト５はフィルタエレメント２によって濾過された後、クリーンガス６となって排出管７より排出されるようになっている。
【０００５】
８はポーラスフィルタ容器１内の上部を仕切る仕切板で、その下部にフィルタエレメント２が垂直方向に複数本吊支され、フィルタエレメント２の上端は仕切板８の上面側に開口されている。
【０００６】
９はポーラスフィルタを逆洗する際に、フィルタエレメント２の上端の開口からフィルタエレメント２内に空気等の逆洗気体１０を噴出させるためのノズルで、各ノズル９はフィルタエレメント２の上端の開口にそれぞれ対応した位置関係になるように噴出管１１に取付けられている。
【０００７】
１２は逆洗気体１０を圧縮して加圧するためのコンプレッサで、コンプレッサ１２により圧縮加圧された逆洗気体１０は、配管１３を介してバッファタンク１４に貯留され、一定圧力に保持されている。
【０００８】
１５はバッファタンク１４に取付けられた圧力計で、バッファタンク１４の圧力が設定圧に保持されるよう、必要に応じてコンプレッサ１２がＯＮ−ＯＦＦ制御されるようになっている。
【０００９】
１６はバッファタンク１４に貯留された逆洗気体１０を噴出管１１に供給するための逆洗用配管で、その途中には、逆洗用弁１７が取付けられている。
１８は供給管４より供給される含塵ガス３と排出管７より排出されるクリーンガス６の差圧を検知する差圧計で、差圧計１８で検知された差圧により、制御装置１９が逆洗用弁１７を制御して逆洗を行うようになっている。
なお、図中の点線は、制御信号や検知信号の伝達経路を示す。
【００１０】
次に、図７は、図６に示す従来の濾過装置における逆洗と差圧計１８で検知された差圧との関係を示す逆洗説明図である。
【００１１】
セラミックまたは金属からなるポーラスフィルタを使用して含塵ガスを除塵する場合、経時的にフィルタエレメント２の汚れが進行するため、差圧計１８で検知される差圧は図示のように傾斜した線となり、時間と共に高まることになる。
【００１２】
そのため、ノズル９から逆洗気体１０をフィルタエレメント２の上端開口より内部に噴射し、濾過時とは逆方向に圧力を発生させて逆洗を行っている。
【００１３】
通常、この逆洗はパルス状に逆洗気体１０を噴射させ、定期的な逆洗によって図示のように差圧を下げているが、この差圧が差圧上限値に達した場合には、定期的に行っている逆洗の間隔を短くして、図示のように逆洗を頻繁に行っている。
【００１４】
図８は図６に示す従来の濾過装置において、運転状態が変化して出力が上がり、処理すべきガス量が増加した場合における逆洗と差圧計１８で検知された差圧との関係を示す逆洗説明図である。
【００１５】
図示のように出力が時間と共に変化した場合には、処理すべきガス量もこれに比例して増加するため、差圧が大きくなり、その差圧が差圧上限値に達した場合には、定期的に行っている逆洗の間隔を短くして、図示のように逆洗を頻繁に行っている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置においては、逆洗気体の圧力は通常一定であり、逆洗圧力は一定のまま逆洗が行われているため、運転状態が変化して逆洗の効果が不十分な場合には、図７に示す逆洗においても、図８に示す逆洗においても、ポーラスフィルタを構成する各フィルタエレメント２の目詰まりが徐々に進行して、逆洗の毎に、逆洗直後における差圧が図中、矢印Ｌで示すように徐々に上昇するため、結果的には高価なフィルタエレメント２を短時間の使用で新品と交換しなければならず、不経済であるばかりか、頻繁な逆洗によって逆洗気体を過剰に使用しなければならず、効率のよい逆洗ができないと言う問題点があった。
【００１７】
本発明は、上記問題点を解決することを課題とするもので、経時的な、逆洗直後における差圧の上昇を抑制して、フィルタエレメントを長時間安定して使用することができ、逆洗気体の使用量も低減可能で、効率のよい逆洗を行うことができる、実用上きわめて有効な濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置を提供するものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、供給された含塵ガスをポーラスフィルタにより濾過して除塵した後、クリーンガスとして排出するようにした濾過装置において、供給された含塵ガスと排出されるクリーンガスとの差圧と、供給される含塵ガスのガス量と温度と圧力とより、使用条件でのフィルタエレメントの汚れ係数を算出し、その汚れ係数に応じてポーラスフィルタを逆洗する逆洗気体の逆洗圧力を制御するようにしたことを特徴とする濾過装置の逆洗方法とした。
【００１９】
これにより、ポーラスフィルタは、フィルタエレメントの汚れ係数に応じて逆洗気体の逆洗圧力が制御され、ポーラスフィルタは逆洗気体の過剰な使用量を抑えて効率的に逆洗されることになる。
【００２０】
また、請求項２の発明は、供給された含塵ガスをポーラスフィルタにより濾過して除塵した後、クリーンガスとして排出するようにした濾過装置において、供給された含塵ガスと排出されたクリーンガスとの差圧を検知する差圧計と、供給される含塵ガスの温度を検知する温度計及び圧力を検知する圧力計を設け、上記差圧計、温度計、圧力計が検知した差圧、温度、圧力と、供給される含塵ガスのガス量よりフィルタエレメントの汚れ係数を算出する演算器により算出された汚れ係数が所定値を超えた時に制御信号を発信する制御装置と、発信された制御信号により逆洗気体の逆洗圧力を変化させる手段とを有することを特徴とする濾過装置の逆洗装置とした。
【００２１】
これにより、フィルタエレメントの汚れ係数を簡単に算出することができ、算出された汚れ係数によって逆洗気体の逆洗圧力を簡単に変化させることができることとなり、請求項１の発明と同様の作用効果を奏する。
【００２２】
また、請求項３の発明は、逆洗気体の逆洗圧力を変化させる手段が、逆洗気体を貯留するバッファタンクと、そのバッファタンクに逆洗気体を加圧して供給するコンプレッサの制御によりなされていることを特徴とする請求項２に記載の濾過装置の逆洗装置とした。
【００２３】
これにより、汚れ係数が所定値を超えた時に制御装置が発信する制御信号によって、バッファタンクに逆洗気体を加圧して供給するコンプレッサを制御するだけで、逆洗気体の逆洗圧力を簡単に変化させることができ、請求項２の発明の作用効果を奏する。
【００２４】
また、請求項４の発明は、逆洗気体の逆洗圧力を変化させる手段が、逆洗気体を貯留するバッファタンクから濾過装置に逆洗気体を供給する逆洗用配管の途中に設けられた圧力制御弁によりなされていることを特徴とする請求項２に記載の濾過装置の逆洗装置とした。
【００２５】
これにより、汚れ係数が所定値を超えた時に制御装置が発信する制御信号によって、バッファタンクから濾過装置に逆洗気体を供給する逆洗用配管の途中に設けられた圧力制御弁を制御するだけで、逆洗気体の逆洗圧力を簡単に変化させることができ、請求項２の発明の作用効果を奏する。
【００２６】
また、請求項５の発明は、逆洗気体の逆洗圧力を変化させる手段が、逆洗気体を濾過装置に供給する逆洗用配管として異なった開口径のオリフィスを設置した複数の系統とし、これらの系統を切り替えてなされていることを特徴とする請求項２に記載の濾過装置の逆洗装置とした。
【００２７】
これにより、汚れ係数が所定値を超えた時に制御装置が発信する制御信号によって、逆洗気体を濾過装置に供給する逆洗用配管としての、異なった開口径のオリフィスを設置した複数の系統を切り替えるだけで、逆洗気体の逆洗圧力を簡単に変化させることができ、請求項２の発明の作用効果を奏することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置の第１の実施形態について、図１により説明する。
【００２９】
図１は本発明の第１の実施形態に係る濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置を示す概略説明図で、図中図６に示す従来の濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置を示す概略説明図に対応して、同一部分には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
【００３０】
図１に示す第１の実施形態においては、ポーラスフィルタ容器１に供給された含塵ガス３とポーラスフィルタにより濾過して除塵した後に排出されるクリーンガス６との差圧を検知する差圧計１８以外に、含塵ガス３の温度を検知する温度計２０及び圧力を検知する圧力計２１が、含塵ガス３の供給管４に付設されている。
【００３１】
この差圧計１８、温度計２０、圧力計２１で検知した差圧、温度、圧力とポーラスフィルタ容器１に供給されて処理される含塵ガス３のガス量２２は制御装置１９Ａに伝えられ、制御装置１９Ａに内蔵されている汚れ係数を算出する演算器により、フィルタエレメント２の汚れ係数が算出されるようになっている。
【００３２】
ここで、差圧をΔＰ、汚れ係数をＫ、処理するガスの粘性係数をμ、濾過速度をυとすると、ΔＰは、ΔＰ＝Ｋ×μ×υで表すことができる。
【００３３】
上記の式において、ガスの粘性係数μはガスの組成と温度で決まる値であり、濾過速度υは処理するガスの圧力、温度、ガス量と、フィルタエレメント２の濾過面積により決まる値である。
【００３４】
なお、処理するガスの組成とフィルタエレメント２の濾過面積は既知であるため、処理するガスの圧力、温度、ガス量と差圧ΔＰを検知すれば、ΔＰ＝Ｋ×μ×υの式より汚れ係数Ｋが算出されることになる。
【００３５】
但し、処理するガスのガス量は、供給管４を介して供給される含塵ガス３が供給管４内を流れる流量を直接流量計によって検知することによって知ることもできるし、処理するガスが排出されるプラントにおけるガスの原料等から計算によって算出することも可能である。
【００３６】
こうして算出された汚れ係数が所定値を超えると、制御装置１９Ａは制御信号を発信してコンプレッサ１２を駆動し、逆洗気体１０を圧縮加圧してバッファタンク１４に供給し貯留する。バッファタンク１４に貯留された逆洗気体１０の圧力は圧力計１５によって検知され、検知された圧力は制御装置１９Ａに伝えられ、逆洗圧力が所定の圧力に変化した段階で制御装置１９Ａはコンプレッサ１２の駆動を停止するように制御する。
【００３７】
図２は、図１に示す本発明の第１の実施形態に係る濾過装置における逆洗と算出された汚れ係数との関係を示す逆洗説明図である。プラントの運転状態が同じであれば、汚れ係数と差圧は比例するため、汚れ係数は図７に示す差圧と同じように、経時的にフィルタエレメント２の汚れの進行によって図示のように傾斜した線となり、時間と共に高まることになる。
【００３８】
この時、バッファタンク圧力は一定で、逆洗は定期的に行なわれているが、汚れ係数が大きくなり、所定値を超えた時は、制御装置１９Ａからの制御信号によってバッファタンク圧力が図示のように、加圧上昇されるため、その分だけ逆洗気体による逆洗は高圧状態でなされ、汚れ係数が通常状態になるまで、強力に逆洗されることになる。
【００３９】
但し、逆洗直後における汚れ係数は、時間が経過しても、従来の逆洗において逆洗直後の差圧が図７において矢印Ｌで示すように経時点に上昇していたように上昇することはないので、従来のように逆洗を頻繁に行う必要はなく、定期的に行うだけで、長時間安定した効率のよい逆洗を行うことができる。
【００４０】
なお、図３は図１に示す本発明の第１の実施形態に係る濾過装置において、運転状態が変化して出力が上がり、処理すべきガス量が増加した場合における逆洗と算出された汚れ係数との関係を示す逆洗説明図である。
【００４１】
運転状態が変化しても、算出された汚れ係数が所定の値であれば、制御装置１９Ａは制御信号を発信して逆洗気体の逆洗圧力を変化させることはなく、図示のようにポーラスフィルタは一定の逆洗圧力で定期的に逆洗され、従来のように出力の上昇に対応して無駄な逆洗を頻発させることはない。
【００４２】
この場合においても、逆洗直後における汚れ係数は、時間が経過しても、従来の逆洗において逆洗直後の差圧が図８において矢印Ｌで示すように経時的に上昇していたように上昇することはない。
【００４３】
次に図４は、本発明の第２の実施形態に係る濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置を示す概略説明図で、図６に示す従来の濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置を示す概略説明図及び図１に示す本発明の第１の実施形態に係る濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置を示す概略説明図に対応して、同一部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。
【００４４】
図４に示す第２の実施形態においては、逆洗気体を貯留するバッファタンク１４から濾過装置に逆洗気体を供給する逆洗用配管１６の途中に圧力制御弁２３が設けられており、汚れ係数が所定値を超えた時に制御装置１９Ｂが発信する制御信号によって圧力制御弁２３が制御され、逆洗気体の逆洗圧力が変化されるようになっている。
【００４５】
従って、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に逆洗がなされることになる。
【００４６】
次に、図５は、本発明の第３の実施形態に係る濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置を示す概略説明図で、図４と同様に図６及び図１に対応して、同一部分には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
【００４７】
図５に示す第３の実施形態においては、逆洗気体を濾過装置に供給する逆洗用配管として異なった開口径を有するオリフィス２４を設置した複数の系統とし、汚れ係数が所定値を超えた時に制御装置１９Ｃが発信する制御信号によって、上記系統が適宜切り替えられるようになっている。
【００４８】
従って第３の実施形態においても、第１、第２の実施形態と同様に逆洗がなされることになる。
【００４９】
なお、図１、図４、図５中の点線は制御信号や検知信号の伝達経路を示す。但し、第１、第２、第３の実施形態においては、制御装置１９Ａ、１９Ｂ，１９Ｃの内部の機器構成の詳細は省略したが、本発明の制御を実現するための信号の受発信や演算回路等は、市販の部品によって簡単に構成することができ、安価に製作することができる。
【００５０】
また、この制御装置１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃにおいて受発信される信号は、逆洗以外に、プラントの各種制御に利用することも可能である。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１の発明に係る濾過装置の逆洗方法は、供給された含塵ガスをポーラスフィルタにより濾過して除塵した後、クリーンガスとして排出するようにした濾過装置において、供給された含塵ガスと排出されたクリーンガスとの差圧と、供給される含塵ガスのガス量と温度と圧力とより、使用条件でのフィルタエレメントの汚れ係数を算出し、その汚れ係数に応じてポーラスフィルタを逆洗する逆洗気体の逆洗圧力を制御するようにしたので、ポーラスフィルタの目詰まりが効果的に防止され、逆洗気体を過剰に使用することなく効率的に逆洗することができる。
【００５２】
また、請求項２の発明に係る濾過装置の逆洗装置は、供給された含塵ガスをポーラスフィルタにより濾過して除塵した後、クリーンガスとして排出するようにした濾過装置において、供給された含塵ガスと排出されたクリーンガスとの差圧を検知する差圧計と、供給される含塵ガスの温度を検知する温度計及び圧力を検知する圧力計を設け、上記差圧計、温度計、圧力計が検知した差圧、温度、圧力と、供給される含塵ガスのガス量よりフィルタエレメントの汚れ係数を算出する演算器により算出された汚れ係数が所定値を超えた時に制御信号を発信する制御装置と、発信された制御信号により逆洗気体の逆洗圧力を変化させる手段とを設けて構成したので、フィルタエレメントの汚れ係数を簡単に算出することができ、算出された汚れ係数によって逆洗気体の逆洗圧力を変化させるだけで、ポーラスフィルタの目詰まりが効果的に防止され、逆洗気体を過剰に使用することなく効率的な逆洗が可能となる。
【００５３】
また、請求項３の発明に係る濾過装置の逆洗装置は、請求項２に記載のものにおいて、逆洗気体の逆洗圧力を変化させる手段が、逆洗気体を貯留するバッファタンクと、そのバッファタンクに逆洗気体を加圧して供給するコンプレッサの制御によりなされるようにしたので、バッファタンクに逆洗気体を加圧して供給するコンプレッサを制御するだけのきわめて簡単な構成で、逆洗気体の逆洗圧力を簡単に変化させることができる。
【００５４】
また、請求項４の発明に係る濾過装置の逆洗装置は、請求項２に記載のものにおいて、逆洗気体の逆洗圧力を変化させる手段が、逆洗気体を貯留するバッファタンクから濾過装置に逆洗気体を供給する逆洗用配管の途中に設けられた圧力制御弁によりなされるようにしたので、バッファタンクから濾過装置に逆洗気体を供給する逆洗用配管の途中に設けられた圧力制御弁を制御するだけのきわめて簡単な構成で、逆洗気体の逆洗圧力を簡単に変化させることができる。
【００５５】
また、請求項５の発明に係る濾過装置の逆洗装置は、請求項２に記載のものにおいて、逆洗気体の逆洗圧力を変化させる手段が、逆洗気体を濾過装置に供給する逆洗用配管として異なった開口径のオリフィスを設置した複数の系統とし、これらの系統を切り替えてなされるようにしたので、逆洗用配管の系統を切り替えるだけのきわめて簡単な構成で、逆洗気体の逆洗圧力を簡単に変化させることができる。
【００５６】
従って、請求項３，４，５に係る濾過装置の逆洗装置は、請求項２に係る濾過装置の逆洗装置と同様に、ポーラスフィルタの目詰まりが効果的に防止され、逆洗気体を過剰に使用することなく効果的な逆洗が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置を示す概略説明図である。
【図２】図１に示す本発明の第１の実施形態に係る濾過装置における逆洗と算出された汚れ係数との関係を示す逆洗説明図である。
【図３】図１に示す本発明の第１の実施形態に係る濾過装置において、運転状態が変化して出力が上がり、処理すべきガス量が増加した場合における逆洗と算出された汚れ係数との関係を示す逆洗説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置を示す概略説明図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置を示す概略説明図である。
【図６】従来の濾過装置の逆洗方法及び逆洗装置を示す概略説明図である。
【図７】図６に示す従来の濾過装置における逆洗と差圧計で検知された差圧との関係を示す逆洗説明図である。
【図８】図６に示す従来の濾過装置において、運転状態が変化して出力が上がり、処理すべきガス量が増加した場合における逆洗と差圧計で検出された差圧との関係を示す逆洗説明図である。
【符号の説明】
１ ポーラスフィルタ容器
２ フィルタエレメント
３ 含塵ガス
４ 供給管
５ ダスト
６ クリーンガス
７ 排出管
８ 仕切板
９ ノズル
１０ 逆洗気体
１１ 噴出管
１２ コンプレッサ
１３ 配管
１４ バッファタンク
１５ 圧力計
１６ 逆洗用配管
１７ 逆洗用弁
１８ 差圧計
１９ 制御装置
１９Ａ 制御装置
１９Ｂ 制御装置
１９Ｃ 制御装置
２０ 温度計
２１ 圧力計
２２ ガス量
２３ 圧力制御弁
２４ オリフィス
Claims (5)
- 供給された含塵ガスをポーラスフィルタにより濾過して除塵した後、クリーンガスとして排出するようにした濾過装置において、供給された含塵ガスと排出されるクリーンガスとの差圧と、供給される含塵ガスのガス量と温度と圧力とより、使用条件でのフィルタエレメントの汚れ係数を算出し、その汚れ係数に応じてポーラスフィルタを逆洗する逆洗気体の逆洗圧力を制御するようにしたことを特徴とする濾過装置の逆洗方法。
- 供給された含塵ガスをポーラスフィルタにより濾過して除塵した後、クリーンガスとして排出するようにした濾過装置において、供給された含塵ガスと排出されたクリーンガスとの差圧を検知する差圧計と、供給される含塵ガスの温度を検知する温度計及び圧力を検知する圧力計を設け、上記差圧計、温度計、圧力計が検知した差圧、温度、圧力と、供給される含塵ガスのガス量よりフィルタエレメントの汚れ係数を算出する演算器により算出された汚れ係数が所定値を超えた時に制御信号を発信する制御装置と、発信された制御信号により逆洗気体の逆洗圧力を変化させる手段とを有することを特徴とする濾過装置の逆洗装置。
- 逆洗気体の逆洗圧力を変化させる手段が、逆洗気体を貯留するバッファタンクと、そのバッファタンクに逆洗気体を加圧して供給するコンプレッサの制御によりなされていることを特徴とする請求項２に記載の濾過装置の逆洗装置。
- 逆洗気体の逆洗圧力を変化させる手段が、逆洗気体を貯留するバッファタンクから濾過装置に逆洗気体を供給する逆洗用配管の途中に設けられた圧力制御弁によりなされていることを特徴とする請求項２に記載の濾過装置の逆洗装置。
- 逆洗気体の逆洗圧力を変化させる手段が、逆洗気体を濾過装置に供給する逆洗用配管として異なった開口径のオリフィスを設置した複数の系統とし、これらの系統を切り替えてなされていることを特徴とする請求項２に記載の濾過装置の逆洗装置。
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